| 研究課題/領域番号 |
19K04310
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
洞出 光洋 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (30583116)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | マイクロマシン / マイクロロボット / 微小力センサ / 細胞操作 / 画像解析 / MEMS / ＭＥＭＳ / 細胞解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，マイクロスケールで細胞の局所を掴む，押す等の力学刺激を直接定量的に付与可能なマイクロロボティクスにより，細胞形状を高精度に時空間解析するアプローチで，細胞成長促進メカニズムを解明することを目的とする．本研究で使用するマイクロロボットは，細胞を自在にマニピュレーションし，さらにその反力を計測することが可能なロボットを利用する．マイクロロボティクスならではの超精密・高スループット計測技術を発揮して，新たな現象発見や学理構築に繋がる方法論を提示したい．
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| 研究成果の概要 |
三次元的な微細操作に優れたマイクロマニピュレータの先端に微小力センサを搭載したエンドエフェクタを設置することで，対象物の把持だけでなく反力も計測する取り組みを行った．最終的に20-200μｍスケールの対象物の把持を確認した．さらに，今回は直径150-170μｍの植物根を実際に押し込んで，反力の計測まで実施できた．フォースカーブと呼ばれる押し込み量と反力の相関が取得でき，さらに付着力が影響したと考えられるが，押し込み後の除荷工程時には印可工程と異なる曲線を描いていた．マイクロマニピュレータと微小力センサの組み合わせという新しい取り組みを実施し計測可能であることが確認できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ナノマイクロスケールのシステムやロボティクスを用いて細胞操作を行う方法としては，マイクロ流体デバイスが良く用いられている，しかし，接着細胞の評価，立体的な組織など，流体デバイス内で操作が困難なサンプルが扱えなかった．本研究では立体的な組織の操作が容易なマイクロマニピュレータに着目し，さらにセンサを搭載するアプローチで細胞の硬さ等の判断ができることが示唆された．本成果を活かすことで，培養中の細胞硬さを調べたり，立体的な生体組織の評価等，今後新たに対応できる可能性の対象物が増えたと言える．引き続きこの取り組みを続け，今後は培養中の細胞硬さを調べるといった応用に期待がもてる．
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